Chip thông minh biến smartphone cũ thành máy ảnh sắc nét

Một nhóm nhà khoa học tại Đại học California, Los Angeles (UCLA), Mỹ đã đạt được bước đột phá trong nâng cao chất lượng ảnh chụp từ camera điện thoại thông minh giá rẻ. Họ đã chế tạo thành công bộ lọc thông minh có khả năng điều chỉnh ánh sáng môi trường xung quanh, giúp cải thiện đáng kể độ sắc nét của những bức ảnh chụp bằng các thiết bị này.

Bộ lọc được chế tạo từ chất bán dẫn 2D, có kích thước chỉ 1x1cm và độ dày chỉ vài nguyên tử, tạo nên con chip trong suốt. Điểm đặc biệt là mỗi pixel trong số 10.000 pixel của bộ lọc được gọi là “tế bào thần kinh quang điện” bởi nhóm nghiên cứu. Mỗi bộ lọc bao gồm một phototransistor (là linh kiện bán dẫn ba lớp có vùng cực gốc (B) nhạy cảm với ánh sáng) trong suốt và một bộ điều biến tinh thể lỏng, kết nối với một loạt điện cực.

Con chip này còn có thể dùng trong các hệ thống cảm biến và giám sát như trong xe tự hành hoặc phát hiện lỗi nhỏ trong dây chuyền lắp ráp robot.

Nguyên lý hoạt động của bộ lọc dựa trên khả năng phản ứng với ánh sáng trong môi trường và điều chỉnh các pixel, làm cho chúng trở nên trong suốt hoặc mờ đi một cách có chọn lọc. Điều này giúp giảm các điểm sáng hoặc độ chói sáng quá mức. Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã gắn bộ lọc vào camera điện thoại thông minh và thu được kết quả ấn tượng trong việc giảm độ chói và cải thiện chất lượng hình ảnh.

Ngoài ứng dụng trong việc nâng cấp camera của điện thoại thông minh, công nghệ này còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống cảm biến và giám sát, chẳng hạn như xe tự hành hoặc để phát hiện các lỗi nhỏ trong dây chuyền lắp ráp robot.

Giáo sư Aydogan Ozcan, đồng tác giả nghiên cứu và là chuyên gia về kỹ thuật máy tính và điện tử tại UCLA nhấn mạnh tầm quan trọng của phát minh này: “Một thiết bị giá rẻ chỉ vài centimet có thể biến camera độ phân giải thấp thành camera siêu phân giải. Điều đó sẽ giúp mọi người dễ tiếp cận các cảm biến và hình ảnh có độ phân giải cao hơn”.

Nghiên cứu về bộ lọc thông minh này đã được công bố trên tạp chí uy tín Nature Communications, cho thấy tầm quan trọng và tiềm năng ứng dụng của nó trong tương lai. Với sự phát triển của công nghệ này, người dùng có thể kỳ vọng vào việc sở hữu những chiếc điện thoại thông minh giá rẻ nhưng vẫn có khả năng chụp ảnh chất lượng cao, mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực nhiếp ảnh và giám sát.

Smartphone hiện nay thường có từ 2 camera trở lên, đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nhiều tình huống khác nhau như chụp ảnh gia đình đông người, chụp ảnh khi đi du lịch, xem các trận bóng đá. Đôi khi người dùng không hiểu rõ cách thức hoạt động của chúng và cảm thấy chỉ sử dụng camera chính, không cần những camera còn lại. Ngay cả khi người dùng không hay biết, họ vẫn thường xuyên sử dụng tất cả camera trên smartphone. Tuy nhiên, người dùng có thể cải thiện khả năng chụp ảnh nếu hiểu rõ hơn vai trò và tính năng của chúng.

Thanh Hiền (t/h)